3

Hình 1-1. a - Tiếp xúc với một dây pha và
dây trung tính; b Tiếp xúc với hai dây pha
0
C
B
A
U
ng
= U
P

a)
I
ng U
ng
= 3 U
P

0
C
B
A
b)
I
ng
C
B
A
R

CHNG 1
NHNG KHI NIM C BN V AN TON IN

1-1. NGUYấN NHN GY RA TAI NN V IN
TC DNG CA DềNG IN I VI C TH CON NGI

1.1.1. Nguyên nhân gây ra tai nạn về điện
Phân tích các tai nạn điện thấy rằng, các nguyên nhân gây ra tai nạn về điện là do :
1. Người tiếp xúc với một dây pha và dây trung tính ở vị trí lớp cách điện bị hỏng.
Trường hợp này điện áp đặt vào người là điện áp pha: U
ng
= U
P
(hình 1-1a).
2. Người tiếp xúc với hai dây pha khác nhau ở vị trí lớp cách điện bị hỏng. Lúc này
điện áp đặt vào người bằng điện áp dây:
pdng
UUU 3== (hình 1-1b).
3. Người đứng trên đất (không cách điện) chạm vào một dây pha của mạng điện ba
pha trung tính nối đất (hình 1-2a) hoặc cách điện với đất (hình 1-2b). ở trường hợp
hình 1-2a, dòng điện đi qua người từ dây pha xuống đất và về nguồn qua điện trở nối

U
mạng

20 m

x

y

Hình 1-3. Sự phụ thuộc của điện áp
bước và điện áp tiếp xúc vào khoảng
cách từ chỗ người đứng đến chỗ nối đất
phân bố điện thế có dạng hình hypecbol (hình 1-3). Nếu người đi vào vùng đất trong đó
có dòng điện chạy qua thì giữa 2 chân người có một điện áp, gọi là điện áp bước (U
b
).
Dưới tác dụng của điện áp bước, dòng điện đi từ chân nọ qua người sang chân kia gây
tai nạn điện giật. Điện áp bước có giá trị phụ thuộc vào độ lớn của bước chân người,
khoảng cách x từ điểm chạm đất tới người và phụ thuộc vào điện áp của mạng điện.
Càng xa chỗ chạm đất (x càng lớn) thì U
b
càng nhỏ. Điện áp mạng càng lớn thì U
b

càng lớn.
5. Do điện áp tiếp xúc U
tx
. Khi
người chạm vào vật mang điện, giữa
tay và chân người có một điện áp đặt

khi người đến gần, mặc dù chưa tiếp xúc trực tiếp, nhưng ở khoảng cách đủ nhỏ thì sẽ
có hiện tượng phóng điện do cao áp. Dòng điện đi qua cơ thể rất lớn và gây tai nạn
trầm trọng.
7. Tai nạn do hồ quang điện. Khi đóng cắt các máy cắt điện, các cầu dao có phụ tải
lớn, hay khi ngắn mạch, v,v... thì hồ quang phát sinh. Nhiệt độ của tia hồ quang rất lớn
(3.000 ữ6.000
0
C) và nếu người ở trong tầm hoạt động của hồ quang thì sẽ bị tai nạn do
hồ quang sinh ra. Một phần hay toàn bộ cơ thể bị huỷ hoại vì bỏng nặng, vết thương do
hồ quang gây ra thường sâu và khó chữa trị.
8. Tai nạn cũng có thể xảy ra khi người tiếp xúc với các phần tử đã được cắt ra khỏi
nguồn điện nhưng vẫn còn điện tích (do điện dung). Trường hợp này thường xảy ra đối
với đường dây cao áp trên không, cáp ngầm cao áp hoặc hạ áp, tuy đã cắt điện nhưng
vẫn còn điện áp do điện dung của đường dây gây nên. Để tránh tai nạn, người ta dùng
tiếp đất di động để nối đất đường dây sau khi đã cắt điện, sau đó mới tiếp xúc.
Như vậy, phần lớn các trường hợp tai nạn về điện xảy ra là do chạm phải vật dẫn
điện hoặc vật có điện áp xuất hiện bất ngờ và thường xảy ra đối với người không có
chuyên môn hoặc không tuân theo các nguyên tắc về kỹ thuật an toàn điện. Có thể nói,
nguyên nhân chính của tai nạn là do trình độ tổ chức quản lý chưa tốt, do vi phạm quy
định về kỹ thuật an toàn, kết quả là thao tác, vận hành thiết bị không đúng quy trình,
đóng điện lúc có người đang sửa chữa, ...

5

1.1.2. tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người
Khi người tiếp xúc với mạng điện sẽ có dòng điện chạy qua người và người sẽ chịu
tác dụng của dòng điện. Có thể chia tác dụng của dòng điện đối với cơ thể con người
làm hai loại:
Tác dụng kích thích. Phần lớn các trường hợp chết người vì điện giật là do tác dụng
kích thích gây nên. Đặc điểm của nó là dòng điện qua người bé (25 ữ100 mA), điện áp

trình sinh lý bên trong cơ thể dẫn tới tê liệt thần kinh, tê liệt tuần hoàn và hô hấp. Tính
chất tác hại của dòng điện và hậu quả của nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố: trị số của
dòng điện giật, loại dòng điện, điện trở của cơ thể người, đường đi của dòng điện qua
cơ thể người, thời gian tác dụng của dòng điện, môi trường xung quanh và tình trạng
sức khoẻ của người.
1.2.1. Điện trở của người
Cơ thể con người có thể coi như một điện trở. Lớp sừng trên da (dày khoảng 0,05
0,2 mm) có điện trở lớn nhất, xương cũng có điện trở tương đối lớn, còn thịt và máu có
điện trở bé. Khi người tiếp xúc vào vật mang điện, nếu da khô ráo, không có thương
tích gì thì điện trở của người có thể đến 10.000 hay 100.000 ôm. Nếu mất lớp sừng trên
6

da thìđiện trở của người còn khoảng 800 ữ 1000 ôm, và nếu mất hết lớp da thì điện trở
của người chỉ còn 600 ữ 800 ôm. Điện trở của người không phải là trị số cố định mà
thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là: tình trạng của da (da sạch hay bẩn,
khô hay ướt), chiều dày lớp sừng, diện tích và áp suất tiếp xúc, điện áp, tần số dòng
điện, trạng thái thần kinh của người.
Nếu da người bị ướt hay có mồ hôi thì điện trở của người giảm xuống. Diện tích
tiếp xúc càng lớn thì điện trở càng nhỏ, với điện áp bằng 50 60V có thể xem điện trở
người tỷ lệ nghịch với diện tích tiếp xúc. Khi áp suất tiếp xúc khoảng 1 kG/cm
2
trở lên,
điện trở của người tỷ lệ nghịch với áp suất tiếp xúc. Khi dòng điện qua người tăng, da
bị đốt nóng lên, người có mồ hôi, do đó điện trở của người giảm. Thời gian tác dụng
của dòng điện càng lâu, điện trở của người càng giảm xuống vì da càng bị nóng, mồ
hôi ra càng nhiều và vì những biến đổi điện phân trong cơ thể con người. Điện áp đặt
vào người cũng có ảnh hưởng rất nhiều đến điện trở của người. Khi điện áp tăng lên thì
điện trở của người giảm xuống vì ngoài hiện tượng điện phân nói trên còn có hiện
tượng chọc thủng. Với lớp da mỏng, hiện tượng chọc thủng đã có thể xuất hiện ở điện
áp 10 30V. Nhưng nói chung ảnh hưởng của điện áp thể hiện rõ rệt nhất ứng với trị

Z
, dòng điện xoay chiều an
toàn đối với người phải bé hơn 10 mA, còn với dòng điện một chiều phải bé hơn 50 mA.
1.2.3. Thời gian điện giật
Khi thời gian dòng điện chạy qua người tăng lên, do ảnh hưởng của phát nóng, lớp
sừng trên da có thể bị chọc thủng làm cho điện trở của người giảm xuống, do đó dòng
điện qua người sẽ tăng lên và càng nguy hiểm.
7

Khi dòng điện qua người trong thời gian ngắn thì tính chất nguy hiểm phụ thuộc
vào nhịp đập của tim. Mỗi chu kỳ co giãn của tim kéo dài độ 1 giây, trong chu kỳ đó
có khoảng 0,1 giây tim nghỉ làm việc (giữa trạng thái co và giãn). ở thời điểm này tim
rất nhạy cảm với dòng điện qua nó. Nếu thời gian dòng điện qua người lớn hơn 1 giây
thì thế nào cũng trùng với thời điểm tim nghỉ nói trên. Thí nghiệm cho thấy rằng, dù
dòng điện lớn (gần bằng 10A) đi qua người mà không gặp thời điểm nghỉ của tim cũng
không có nguy hiểm gì.
Căn cứ vào những lý luận trên chúng ta có thể giải thích tại sao ở các mạng điện
cao áp như 110 kV, 35 kV, 10 kV, 6 kV, ... tai nạn do điện gây ra ít dẫn đến trường hợp
tim ngừng đập hay ngừng hô hấp. Với điện áp cao, dòng điện xuất hiện trước khi người
chạm vào vật mang điện, nạn nhân chưa kịp chạm vào vật mang điện thì hồ quang đã
phát sinh và dòng điện qua rất lớn (có thể đến vài ampe). Dòng điện này tác động rất
mạnh vào người và gây cho cơ thể người một phản xạ phòng thủ rất mãnh liệt. Kết quả
là hồ quang bị dập tắt ngay (hoặc chuyển sang bộ phận dẫn điện bên cạnh), dòng điện
chỉ tồn tại trong thời gian khoảng vài phần của giây. Với thời gian ngắn như vậy rất ít
khi làm tim ngừng đập hay hô hấp bị tê liệt. ở chỗ bị đốt cháy sẽ sinh ra một lớp hữu
cơ cách điện của thân người, chính lớp này ngăn cách dòng điện qua người một cách
hiệu quả. Tuy nhiên, ta không nên kết luận điện áp cao không nguy hiểm vì dòng điện
qua người trong trong thời gian ngắn nhưng có thể đốt cháy nghiêm trọng hay làm chết
người.
1.2.4. Đường đi của dòng điện qua người

tx
U
b



U
đ
20m

20m

Dòng điện tản
trong đất.

Hình 1-4. Dòng điện phân tán trong đất.
Quan hệ giữa điện thế của các điểm trong
vùng có dòng điện chạy trong đất.
1-3. HIN TNG DềNG IN TN TRONG T
IN P TIP XC, IN P BC

1.3.1. Hiện tượng dòng điện tản trong đất
Trong tất cả các thiết bị điện, giữa phần có điện và các bộ phận nối đất, các bộ
phận người có thể chạm vào đều được ngăn cách với nhau bằng chất cách điện.
Khi lớp cách điện bị chọc thủng, phần mang điện tiếp xúc với phần nối đất và có
dòng điện đi từ mạng điện xuống đất qua chỗ nối đất.
Với giả thiết đất là đồng nhất và đẳng hướng, dòng điện chạy trong đất sẽ phân bố
đều, nghĩa là mật độ dòng điện tại những điểm cách chỗ dòng điện đi vào đất một
khoảng x tính bằng công thức:


dUUU
d
xx
d
AA





22
2
====



(1-3)
Theo biểu thức (1-3) ta có thể biểu diễn được điện thế của các điểm xung quanh vật
nối đất khi có dòng điện chạy vào đất như hình 1- 4.
Càng xa vật nối đất, điện
thế càng giảm. Thực tế cho
thấy, 68% điện áp rơi trong
phạm vi 1m, 24% từ 1m đến
10m, cách xa vật nối đất 20m
trên thực tế thế bằng không.
Khi đi vào đất, dòng điện
bị điện trở của đất cản trở, điện
trở này gọi là điện trở tản hay
gọi tắt là điện trở nối đất. Điện
trở nối đất chính là điện trở của